Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. УЧЕБНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ, ЕГО МЕСТО В ЛАБОРА ТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ ПО ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ И РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ ЭМПИ РИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ 18
1.1. Структура, задачи и дидактические характеристики учебного эксперимента 18
1.2. Методологические основы формирования эмпирических знаний в учебном лабораторном практикуме 33
1.3. Современные компьютерные технологии в организации учебного процесса с учётом их применимости в лабораторном практикуме , 56
1.4. Планирование и статистическая обработка результатов лабораторного эксперимента с помощью много факторного анализа 63
Выводы 77
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ И АЛГОРИТМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБО РАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ МЕТОДА АК ТИВНОГО МНОГОФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 79
2.1. Лабораторный практикум как основополагающая форма организации учебного процесса в вузе 79
2-2. Модель и алгоритмы проектирования и реализации активного многофакторного эксперимента в лабораторном практикуме по обшетехническим дисциплинам 91
2.3- Компьютерная программа планирования активного мпогофакторпого эксперимента и устройство для его автоматизации 105
2.4 Методика проведения лабораторных работ с помощью активного многофакторного эксперимента 114
Выводы 136
ГЛАВА 3- ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБУЧЕНИЯ МОДЕ ЛИРОВАНИЕМ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА НА ОСНОВЕ АКТИВНОГО МНОГО ФАКТОРНОГО ЭКСПЕ РИМЕНТА 139
3.1. Субъектно-личностный подход к обучаемым в общетехническом образовательном процессе педагогического вуза. .. 139
3.2. Оценка остаточных знаний по физике с помощью входного тестирования 143
3.3. Учебно-методические характеристики лабораторного практикума по общетехническим дисциплинам, использующего активный многофакторный эксперимент 149
3.4- Педагогическая диагностика эффективности проведения лабораторного практикума с применением активного многофакторного эксперимента 154
Выводы 166
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 169
ЛИТЕРАТУРА 171
ПРИЛОЖЕНИЯ 191
- Структура, задачи и дидактические характеристики учебного эксперимента
- Лабораторный практикум как основополагающая форма организации учебного процесса в вузе
- Субъектно-личностный подход к обучаемым в общетехническом образовательном процессе педагогического вуза.
Введение к работе
Общая характеристика работы.
Актуальность исследования.
Основные направления модернизации современной высшей школы отражают поиски оптимальных технологий обучения и рациональных принципов построения образовательных траекторий.
Планирование учебного эксперимента, как и любое планирование, предполагает поиск оптимальной последовательности получения данных о свойствах изучаемых объектов или явлений, В научно-методической работе рациональная схема учебного эксперимента, его план должны составляться таким образом, чтобы при минимальной затрате времени и средств получать максимум информации об интересующем объекте лабораторного эксперимента. Научные методы планирования учебного эксперимента дают возможность экспрессного достижения поставленной цели исследования, сокращая затраты времени как на собственно эксперимент, так и на статистическую обработку его результатов. При воздействии на исследуемый в учебной лаборатории обьеісг сразу нескольких факторов, влияющих на его работу, целесообразно вести исследования по планам активного многофакторного эксперимента. Этому эксперименту, его применению в лабораторном практикуме общетехнических дисциплин посвящено данное исследование.
При изучении характеристик и параметров микроэлектронных приборов в процессе проведения лабораторных занятий в педагогическом университете по таким учебным дисциплинам, как электрорадиотехника, основы микроэлектроники, физические основы ЭВМ, электротехника, радиотехника, электрорадиотехника, физическая электроника, часто возникает необходимость воссоздать
5 действие всех факторов, которые оказывают существенное влияние на
работу исследуемого прибора в реальных условиях эксплуатации
(напряжение питания, температура, нагрузка и т_д.). Следует
упитывать, что действие этих факторов должно быть одновременным,
что значения факторов постоянно изменяются, часто принимая
величины, трудно воспроизводимые в лаборатории. Для определения
времени старения изделия исследования должны проводиться
длительное время. Эти трудности можно преодолеть, если проводить
исследования по штанам активного многофакторного эксперимента, а
полученные результаты обрабатывать и представлять в виде
математической модели, которая характеризует значения всех
информативных параметров прибора при любых условиях и
сочетаниях факторов. Введя одним из факторов время, можно по
математической модели судить об изменениях параметров при
старении изделия, то есть создать временной дрейф. Сам метод
математического моделирования является достаточно громоздким и
может оказаться трудным для восприятия и применения его
студентами. Поэтому занятия по указанным дисциплинам
целесообразно проводить, используя разработанный нами алгоритм
активного многофакторного эксперимента.
Принцип оптимизации обучения, сформулированный Ю.К, Бабапским [26], предполагает выделение и изучение совокупности факторов, позволяющей полно и последовательно обосновывать важнейшие положения учебных дисциплин, более глубоко изучать основные законы и явления, сформировать естественнонаучную картину мира.
Настоящее исследование основывается на идеях Г. А, Бордовского [42], А.И. Бугаева [45, 46], Ю.А. Гороховатского [62, 63], В,С, Данюшенкова [68, 69], Ю.И. Дика [71,72], СБ. Каменецкого [94, 95], И.Я. Ланиной [113], И.Я, Лернера [116, 117], В.Н. Мещанского
[129], B.B. Мултановского [132, 133], И.И. Нурминского [141], А.А. Пинского [146], Н.С. Пурышевой [150], А.В. Усовой [173], А.В. Хуторского [182], Н.В. Шароновой [192], Н.М. Шахмаева [193] и др., фаісгически определивших содержание современных курсов физики, общетехнических дисциплин и методику их изучения. Анализ их работ, а также научных трудов ученых, занимающихся вопросами теории и методики учебного эксперимента, таких как Л.И. Анциферов [11], О.Ф. Кабардин [92, 93], Р.В. Майер [118-121], СЛ. Хорошавин [179, 180], Т.Н. Шамало [190, 191], позволяет констатировать непрерывное развитие опытных методов изучения явлений, разработку и совершенствование систем учебного эксперимента.
Развитие математических методов исследования таких, как кластерный, регрессионный и фаісгорньш анализы, методов имитационного моделирования, экспертных оценок, возможностей компьютерных технологий, представленных в работах Дж. Глассе [53], Н.Ф. Талызиной [168], В.А- Извозчикова [83-86], М.В, Кларина [100], А.С.Кондратьева [102-105], В.В. Лаптева [114], Л.П. Леонтьева [115], Т.С. Назаровой [136], Е.С. Полат [149], А.В. Смирнова [165], B.C. Черепанова [184, 185]s Н.А. Юрьевой [207] обеспечивает новый подход к проблеме исследования. Ее решение требует классификации учебных фактов, компьютерного и экспериментального имитационного моделирования изучаемых процессов.
Изучение общетехнических дисциплин опирается на модель формирования учебных эмпирических знаний как совокупность взаимосвязанных фактов и экспериментальных методов, которые для студентов являются важнейшим этапом обучения.
Повышая теоретический уровень преподавания, важно помнить> что учебный эксперимент является неотъемлемой частью полного представления учебной дисциплины.
7 Несмотря на значительное число работ методического характера
по профессиональной подготовке будущих педагогических кадров,
вопросы, связанные с изменением различных методик проведения
учебного лабораторного эксперимента и современных эффективных
способов обработки его результатов, с позиций общетехнических
дисциплин, требуют дальнейшего дополнительного исследования.
Анализ процесса профессиональной подготовки специалистов в
системе непрерывного педагогического образования позволил
выявить противоречия между:
современным уровнем научно-технического прогресса и технологиями, а также техническими средствами, используемыми в классическом учебном эксперименте;
потребностью личности студента в формировании достаточно высокого уровня готовности к профессиональной деятельности и традиционностью методик выполнения и обработки результатов лабораторных работ;
необходимостью повышения качества процесса обучения общетехническим дисциплинам и недостаточной разработкой методических подходов к его оптимизации;
дидактическими возможностями инновационных педагогических технологий в развитии познавательных и интеллектуальных способностей, самостоятельности мышления студентов и недостаточном использовании их в учебном процессе.
В связи с этим актуальной является постановка проблемы исследования^ заключающейся в разработке методических основ применения активного многофакторного эксперимента для повышения результативности лабораторного практикума по общетехническим дисциплинам педагогического вуза.
8 Цель исследования - научно-методическое обоснование
применения метода активного многофакторного эксперимента для
лабораторного практикума и эффективности его практической
реализации.
Объект исследования - процесс профессиональной подготовки будущих педагогов физико-математических специальностей при изучении общетехнических дисциплин.
Предмет исследования - проектирование и реализация метода активного многофакторного эксперимента как средства повышения эффективности лабораторного общетехнического практикума в педагогическом вузе.
Гипотеза исследования - заключается в том, что использование метода активного многофакторного эксперимента в учебном лабораторном практикуме может позволить:
обеспечить более высокий уровень сформированности знаний, умений, навыков и понимание, усвоение учебного материала в дисциплинах общетехнического профиля;
методически обосновать целесообразность применения данного метода при выполнении лабораторных работ для повышения эффективности учебного процесса по рассматриваемым дисциплинам;
рекомендовать метод активного многофакторного эксперимента к более широкому использованию для изучения характеристик и параметров микро электронных приборов и устройств на их основе как в научном, так и в учебном эксперименте.
Задачи исследования.
Изучить состояние проблемы исследования и, опираясь на результаты проведённого анализа, разработать методику
9 планирования активного многофакторного эксперимента в
организации лабораторных работ по общетехническим дисциплинам.
Осуществить в педагогическом эксперименте реализацию метода активного многофакторного эксперимента через компьютерную программу и создать устройство для его автоматизации при организации лабораторного практикума для студентов физико-математических специальностей педагогического вуза.
Осуществить оценку эффективности проведения лабораторного практикума на основе его активного многофакторного моделирования по сравнению с традиционной формой.
Подготовить информационно-методическое обеспечение лабораторного практикума по рассматриваемым дисциплинам для студентов физико-математических специальностей педагогического вуза.
Методологическую основу и теоретическую базу исследования составили педагогические взгляды и работы Б.Г. Ананьева [7, 8], ЮЛС Бабанского [25, 26], С.Я. Батышева [30], В.П. Беспалько [35, 36], АА Вербицкого [50], СМ. Годника [57, 58], ВЛЗ. Давыдова [67], М.В. Кларина [100], А.М. Новикова [138, 139], Н.Ф. Талызиной [168], ВА. Сластенина [162-164], Г.М Щевелевой [198-202] по концептуальным положениям современного образовательного процесса высшей школы, повышению эффективности и качества образования на разных этапах развития, обучения и воспитания личности. В исследовании мы опирались на методологические положения, методические представления А.Е. Айзенцона [3], Г,А. Бордовского [42], А.Д. Гладуна [52], В.В. Губарева [66], Ю.И. Дика [71, 72], Е.Ф. Долинского [73], Л.Я. Зориной [79], В.А. Извозчикова [83-36], И,А. Иродовой [88], С.Е. Каменецкого [94-95], В.В. Лаптева [114], Р.В. Манера [120-123], Т.С. Назаровой [136], В.В. Налимова
10 [137], A.M. Новикова [138], E.G. Полат [149], КС. Пурышевой [150],
В.Г. Разумовского [153-155], А.В. Смирнова [165], Д.В-
Чернилевского [186-187] по анализу проблем совершенствования
высшего естественнонаучного и технического образования,
дифферепсации и индивидуализации обучения, возможностей
применения современных образовательных технологий в высшей
профессиональной школе.
Необходимость решения поставленных в исследовании задач
обусловила выбор методов исследования:
теоретический анализ педагогической, психологической, научной, методологической литературы, позволившей определить исходные позиции исследования, выявить степень разработанности его проблемы;
анализ и обобщение опыта использования традиционных и инновационных технологий в лабораторном практикуме, обеспечивших установление актуальности и методических перспектив метода многофакторного эксперимента в учебном процессе;
педагогический эксперимент, характеризующий готовность преподавателей и обучаемых к использованию предлагаемой методики в учебном эксперименте и давший возможность оценить её эффективность;
контролирующие и диагностические мероприятия (экзамены, зачёты, тестирование, наблюдения, беседы), позволяющие установить результативность внедрения нового метода в проведение лабораторного практикума;
математическая, статистическая обработка экспериментальных результатов исследования.
Диссертационная работа выполнена на кафедре теоретической
физики Воронежского государственного педагогического
университета в соответствии с Межвузовской комплексной программой «Наукоёмкие технологии образования» Минобразования РФ по проекту «Традиционные и современные технологии обучения в лабораторном практикуме для реализации непрерывного образовательного пространства школа-вуз» (приказ Минобразования РФ №465 от 13,02.20010
Опытно-экспериментальной базой исследования явился Воронежский государственный педагогический университет. Педагогическим экспериментом было охвачено около 500 студентов 2~ - 5Ш курса физико-математического факультета специальностей: физика-математика, математика-физика, физика-информатика, естествознание.
В исследовании следует выделить іри взаимосвязанных этапа.
На первом этапе (1998-1999 г.г.) на основании изучения и
анализа психолого-педагогической, научно-методической,
технической литературы выявлена степень разработанности вопросов, связанных с современными методами проведения и способами обработки полученных результатов экспериментов по изучению характеристик и параметров микроэлектронных приборов. Была определена тема исследования, его объект и предмет, намечены цели и задачи исследования. Проводился анализ содержания и технологий традиционного лабораторного практикума по физико-техническим и общетехническим дисциплинам педагогического вуза.
На втором этапе (1999-2000 г.г.) разработана методика планирования, проведения и статической обработки результатов лабораторного практикума по методу активного многофакторного эксперимента. Создана компьютерная программа планирования активного многофакторного эксперимента и устройство для его автоматизации.
12 На третьем этапе (2000-2003 г.г.) проведён педагогический
эксперимент по внедрению в учебный лабораторный практикум
общетехнических дисциплин педагогического университета метода
активного многофакторного эксперимента. Проведена диагностика
эффективности использования метода активного многофакторного
моделирования в учебном эксперименте. Осуществлён сравнительный
анализ результативности разработанной методики для активизации
учебного процесса, повышения уровня знаний, умений и навыков
студентов с итогами традиционного лабораторного практикума.
Подготовлен информационно-методический комплекс для
обеспечения учебного эксперимента, использующего разработанную
методику- Обобщены данные педагогического эксперимента,
проведена их статистическая обработка, сформулированы выводы. По
результатам исследования подготовлена диссертационная работа.
Достоверность основных научных положений, результатов
и выводов исследования обеспечивается:
всесторонним анализом проблемы исследования;
использованием методик исследования, соответствующих цели и задачам исследования;
согласованностью гипотезы, задач исследования и выводов по итогам выполненной работы;
качественным и количественным анализом результатов исследования;
статистической обработкой данных педагогического эксперимента;
проведением исследования на различных контингентах обучаемых с их репрезентативной выборкой в течение нескольких лет и идентичностью полученных результатов.
13 Научная новизна и теоретическая значимость исследования.
Разработана инновационная методика планирования и
проведения лабораторного практикума общетехническим дисциплинам с помощью метода активного мпогофакторного эксперимента.
Осуществлена реализация пошаговой алгоритмизации активного многофакторного эксперимента с помощью новой компьютерной программы и создано устройство для его автоматизации при проведении учебного лабораторного процесса у студентов физико-математических специальностей.
Проанализированы и обобщены методологические основы комплексного подхода к формированию эмпирических физических знаний, умений и навыков при проведении учебного и исследовательского эксперимента, использующего современные программные средства его математического моделирования.
Обоснованы методы анализа эффективности и преимуществ предлагаемой технологии проведения лабораторных работ по общетехническим дисциплинам в сравнении с традиционной методикой.
Создание математической модели и знание факторов, влияющих на характеристики и параметры микроэлектронных приборов и устройств позволяют с высокой степенью точности предвидеть результаты лабораторных опытов и развивать у обучаемых навыки научного прогнозирования итогов исследования, стимулировать творческую активность студентов и их интерес к самостоятельной работе как исследователей.
Практическая значимость исследования.
Разработана и внедрена в учебный процесс физико-математического факультета педагогического вуза методика проведения лабораторных занятий по электрорадиотехнике, основам
14 микроэлектроники, физическим основам ЭВМ, электротехнике,
радиотехнике, электрорадиотехнике и физической электронике с
использованием активного многофакторного эксперимента.
Использование студентами новой методики проведения лабораторного практикума и созданных лабораторных установок позволяет им приобрести навыки и умения, необходимые в будущей профессиональной деятельности, существенно влияет на повышение уровня подготовки студентов по общетехническим дисциплинам.
Создание нового программного обеспечения для моделирования
и алгоритмизации многофакторного эксперимента и
экспериментальной установки проведены с расчётом на использование доступных для любого вуза средств и приборов с целью быстрого внедрения предлагаемой методики в учебный процесс.
Разработанные педагогические, методические, технические и информационные подходы к оптимизации лабораторного практикума с помощью активного многофакторного эксперимента могут быть рекомендованы к внедрению в учебный процесс при изучении различных общетехнических дисциплин в педагогических вузах, для многих специальностей естественнонаучного, радиотехнического, физико-технического, электротехнического и ряда других направлений технических вузов в общепрофессиональной подготовке студентов.
Учебно-методическое обеспечение и дидактические материалы по проведению учебного эксперимента предлагаются к использованию в высших учебных заведениях, применяющих методику факторного моделирования в практикумах и в научных изысканиях.
15 Положения, выносимые на защиту:
Инновационная методика проведения лабораторного практикума по общетехническим дисциплинам, основанная на внедрении в учебный процесс метода активного многофакторного эксперимента, служащая средством активизации и повышения эффективности обучения.
Программное обеспечение для компьютерного моделирования и алгоритмизации многофакторного эксперимента, оптимизирующие лабораторный практикум и научные исследования в микроэлектронике и радиотехнике.
Специальное устройство-автомат для исследования характеристик и параметров микроэлектронных приборов и установок на их основе, обеспечивающее реализацию дидактического принципа наглядности на уровне сущности изучаемых явлений, которое может использоваться для решения учебных лабораторных и научно-исследовательских задач.
Методика реализации лабораторного эксперимента, обеспечивающая более глубокое и качественное усвоение учебного материала, формирование профессиональных умений и навыков, развитие познавательных, мыслительных, творческих способностей будущих специалистов, повышающая эффективность обучения по многим учебным дисциплинам, основанная на личностно и профессионально ориентированных подходах к обучению.
Апробация результатов исследования.
Результаты исследования обсуждались па Международной научной конференции «Новые технологии в образовании» (Воронеж, 2001 г.), на Международном научно-методическом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2001 г.)? на региональной научно-практической конференции «Образование и права человека» (Воронеж, 2003 г.), на
Международной научно-практической конференции «Наука и практика. Диалоги нового века» (Набережные Челны, 2003 г.), на Всероссийской научно-методической конференции «Модернизация образования. Региональный аспект» (Вологда, 2003 г.), на IX Международной конференции «Современные технологии обучения» (Сашег-Петербург, 2003 г.), на XLI отчётной научной конференции ВГТА (Воронеж, 2003 г.), на Всероссийском совещании заведующих кафедрами физики технических вузов России «Физика в системе инженерного образования России» (Москва, 2003 г.), на VII Международной конференции «Физика в системе современного образования» (Санкт-Петербург, 2003 г.).
Разработанная методика лабораторного практикума с помощью метода активного многофакторного эксперимента прошла апробацию и внедрена в учебный процесс общетехнических дисциплин Воронежского государственного университета, Воронежской государственной технологической академии, Воронежского военного авиационного инженерного института, Елецкого государственного университета.
Публикации,
Материалы диссертации опубликованы в 21 работе, содержание которых представлено по ходу изложения, 5 работ без соавторов. Из них 13 статей, в том числе 3 в центральных научно-педагогических журналах «Наука и школа», «Преподавание физики в высшей школе», 1 учебное пособие, 5 учебно-методических разработок, 2 тезиса докладов конференций, общий объём публикаций 8,6 печатных авторских листов. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателем предложены: учебное пособие - учебно-методические указания к проведению лабораторных работ методом АМЭ; [14], [15], [16], [17], [75] - алгоритм, компьютерная программа, автоматическое устройство и математическая модель АМЭ; [203], [204], [205] -
методологическая составляющая общетехнического образования; [18],
[19], [21], [200] - методика проведения лабораторного практикума на основе АМЭ; [20], [22], [201] - пути повышения эффективности обучения на основе предложенных технологий лабораторного эксперимента.
Структура и содержание диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения, трёх глав и заключения, изложенных на 215 страницах. Основной текст занимает 167 страниц, список литературы включает 208 работ и размещён на 20 страницах. В работе содержится 9 таблиц, 31 рисунок. Диссертация имеет 3 приложения на 25 страницах, включающих 10 таблиц, 3 рисунка, 2 варианта тестовых заданий.
Структура, задачи и дидактические характеристики учебного эксперимента
Научно-технический прогресс, теснейшим образом связанный с общим интеллектуальным уровнем членов общества, предопределяет подъём всей системы образования на более высокий уровень, использование новых, прогрессивных технологий в учебном педагогическом процессе- Возросшее значение естественных общетехнических наук, требует повышения их качества преподавания в высших учебных заведениях.
В практическом аспекте изучения общетсхнических дисциплин различают исследовательский и критериальный эксперимент. Такое деление возможно и в учебном эксперименте. Правда, при постановке опытов в исследовательском плане студенты будут получать данные, имеющие субъективную новизну. Критериальный эксперимент нацеливает на получение ожидаемого результата, который подтверждает или опровергает высказанные предположения или дедуцированные теорией следствия [109].
Слово «эксперимент» происходит от латинского experimentum (проба, опыт). Эксперимент — наблюдение и анализ исследуемого явления в определенных условиях, позволяющих следить за ходом явления и воссоздавать его всякий раз в контролируемых и управляемых условиях [87]. В природе нет расчлененности между явлениями, в ней царит многообразие явлений, одновременность их возникновения и течения, множественность причинных зависимостей. Все это создает огромные трудности при выяснении причин, вызывающих явления. Зачастую даже самое внимательное и длительное наблюдение не в состоянии выяснить эти причинные зависимости. В этом случае исследователю и приходит на помощь эксперимент, отличающийся от наблюдения активным оперированием изучаемыми объектами, позволяющий изолировать изучаемый объект или процесс от других побочных предметов и явлений.
Любому виду эксперимента присущи следующие черты [27, 34, 166];
-активное отношение человека к внешнему миру;
-вмешательство в явления, процессы внешнего мира специальными приборами;
-выделение реально изучаемых связей и исключение, по возможности, побочных и случайных влияний;
-воспроизведение и неоднократное повторение изучаемых явлений в определенных условиях;
-планомерное изменение условий протекания явления или процесса;
-организованность и направленность с целью сведения к минимуму элементов случайности и получения однозначного результата.
Объединяя эти черты как необходимые признаки учебного эксперимента, дадим его определение.
Учебный эксперимент — это метод познания явлений действительности, характеризующийся совокупностью специфических видов деятельности экспериментатора, предпринимаемых для научного познания, «открытия» объективных закономерностей и состоящий в воздействии на изучаемый объект (процесс) посредством специальных инструментов и приборов, благодаря чему удается [99]:
-освободить изучаемое явление от побочных влияний, то есть изучать его в «чистом» виде;
-многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксированных, поддающихся контролю условиях;
-планомерно изменять, варьировать, комбинировать условия с целью получения искомого результата.
Учебный эксперимент — это воспроизведение и воссоздание объективных явлений и процессов природы в «чистом» виде, а затем наблюдение и измерение физических характеристик этих явлений и процессов. Из приведенного определения следует, что учебный эксперимент по своей внутренней природе представляет органическое единство практического действия и теоретической работы мысли, ибо он невозможен без сочетания материально преобразующего воздействия и целенаправленной теоретической деятельности человека. Поэтому поводу СИ, Вавилов справедливо заметил, что «к опыту редко обращаются наудачу в поисках новых, неожиданных явлений — экспериментатор всегда, пределе чем предпринять опыт, ставит вопрос о его целесообразности».
Лабораторный практикум как основополагающая форма организации учебного процесса в вузе
В содержании профессионального обучения важная роль принадлежит формам организации обучения или видам учебных занятий, в качестве которых выступают устойчивые способы организации педагогического процесса. Подготовка к овладению новыми знаниями, усвоение новой информации, закрепление и повторение учебного материала, формирование соответствующих умений и навыков, систематизация и проверка знаний в вузах выделены в самостоятельные виды занятий с четко выраженной дидактической целью, структурой и методами работы [54]» Иными словами, организация обучения в вузе осуществляется посредством аудиторной и внеаудиторной (дистанционной, заочной) форм. В каждой из них, в свою очередь, применяются фронтальная, групповая, бригадная и индивидуальная формы организации учебной работы со студентами (таблица 1) [142, 181].Одним из традиционных видов учебных занятий в педагогических вузах является лабораторный практикум.
Само значение слов лаборатория, лабораторный (от латинского labor —- труд, работа, трудность; laboro — трудиться, стараться, хлопотать, заботиться, преодолевать затруднения) указывает на сложившиеся в далекие времена понятия, связанные с применением умственных и физических усилий к изысканию ранее неизвестных путей и средств разрешения возникающих научных и жизненных задач [186].
Не случайно и слово практикум как известно, применяемое для обозначения определенной системы практических (преимущественно лабораторных) учебных работ, с достаточной вескостью выражает ту же основную мысль (греческое praktikos означает деятельный, следовательно, имеются в виду такие виды учебных занятий, которые требуют от студентов деятельности).
Цель лабораторных занятий — практическое освоение студентами научно-теоретических положений изучаемого предмета, овладение ими новейшей техникой экспериментирования в соответствующей отрасли науки, инструмектализация полученных знаний, т.е. превращение их в средство для решения учебно-исследовательских, а затем реальных экспериментальных и практических задач, иными словами — установление связи теории с практикой [20],
Одно из преимуществ лабораторных занятий, проводимых по таким учебным дисциплинам как: электрорадиотехника, основы микроэлектроники, физические основы ЭВМ, электротехника, радиотехника, электрорадиотехника и физическая электроника, в сравнении с другими видами аудиторной учебной работы, состоит в том, что они иитег рируют теоретико-методологические знания и практические умения, навыки студентов в едином процессе деятельности учебно-исследовательского характера. Соприкосновение теории и опыта, осуществляющееся в учебной лаборатории, активизирует познавательную деятельность студентов, придает конкретный характер изучаемому на лекциях и в процессе самостоятельной работы теоретическому материалу, способствует детальному и прочному усвоению учебной информации [197]. Работа в электрорадиотехнических лабораториях требует от студента творческой инициативы, самостоятельности в принимаемых решениях, глубокого знания и понимания учебного материала.
Лабораторные занятия по вышеперечисленным дисциплинам активизируют работу студентов над изучаемым предметом. Общеизвестно, что наиболее интенсивная и ритмичная работа в течение семестра проводится студентами по тем дисциплинам, по которым имеются лабораторные занятия.
Благодаря лабораторным занятиям студенты лучше усваивают программный материал, так как в процессе выполнения лабораторных работ электрорадиотехнического профиля многие расчеты и формулы, казавшиеся отвлеченными, становятся вполне конкретными: при этом выявляется множество таких деталей, о которых студенты раньше не имели никакого представления, а между тем они содействуют уяснению сложных вопросов науки [127], Словом, соприкосновение теории и опыта, происходящее в лаборатории, не только содействует усвоению учебного материала, но и развивает определенным образом мышление, придавая ему активный характер. По нашему мнению, кроме курсового и дипломного проектирования, ни одна из форм учебной работы не требует от студента такого проявления инициативы, как работа в лабораториях.
Субъектно-личностный подход к обучаемым в общетехническом образовательном процессе педагогического вуза
Основные направления модернизации современной высшей школы отражают поиски оптимальных технологий обучения и принципов построения траекторий в непрерывном образовательном процессе, включающем все области вузовской подготовки студентов к их профессиональной деятельности [183],
Для высококачественного усвоения физических, других естественнонаучных знаний, общетехнических дисциплин при получении высшего профессионального образования, мы считаем необходимыми разработку и внедрение в учебный процесс инновационных подходов и принципов, прежде всего личностно ориентированного подхода.
Личностно ориентированный подход предполагает, что в центре обучения находится сам обучающийся, его учебные мотивы и цели. Исходя из интересов студента, уровня его знаний и умений преподаватель определяет учебную цель занятия, формирует, направляет и корректирует весь учебный процесс. Согласно личностно ориентированной концепции, обучение направляется на развитие познавательных и деятельностных характеристик учащегося в целях развития его личности, способностей, потребностей, интеллекта [37, 174],
Студент изначально является субъектом познания, что предполагает специальную организацию учебной деятельности на всех вилах занятий, в том числе на лабораторных. Такая образовательная уста новка означает, что все методические приёмы, организация учебного материала преломляются через призму личности обучаемого.
Личностный компонент предполагает, что в процессе занятия но любому предмету, в частности по общетсхничсским дисциплинам максимально учитываются индивидуально-психологические, умственные, знаниевые, статусные особенности учащегося. Этот учёт осуществляется через содержание и форму самих знаний, через характер общения со студентами. Он служит преодолению противоречия между необходимостью собственной учебной познавательной деятельности студента и реализации его как социально и профессионально подготовленного субъекта с личностной мировоззренческой позицией.
При акценте на личностно ориентированные технологии реализуются важнейшие принципы обучения; методологический характер физических знаний; единство логического и образовательного мышления; развивающий характер обучения; научная направленность содержания дисциплины, сочетающаяся с разъяснением прикладного характера физических знаний; учёт их профессиональной направленности; привитие студентам навыков познавательной активности, самостоятельности, самообразования; дифференцированный учёт уровня подготовленности обучаемых, их индивидуальных особенностей и возможностей; поддержка методического обеспечения лабораторного практикума современными информационными технологиями, осуществляющими доступ к большому объёму учебного материала, наглядность в его представлении, развитие активных методов обучения [1],
Человек учится не ради самого учения, а ради чего-то более значимого для него в будущем. Это наибольшей степени проявляется на студенческом жизненно-образовательном этапе.
Готовность студентов к профессиональному, образовательному, личностному самоопределению включает систему ценностных ориентаций, затрагивающих будущие профессиональные интересы, формы мышления для освоения теоретических знании, практических умений и навыков по дисциплинам, овладения методами научного познания, самоорганизации, самопросвещепия, самореализации [158], Самоценность учебной деятельности подчиняется более отдаленным целям самоопределения.
Методологической основой развития личностно ориентированной технологии в лабораторном практикуме служит концепция объективно-субъективного преодоления личности в педагогической деятельности СМ. Годиика [58]. Методология, теория и практика образовательного процесса преподавания общетехнических дисциплин должны рассматриваться с учетом характера взаимоотношений между педагогами и обучаемыми как субъектами и объектами (субъектами) педагогической деятельности.
При этом личность обучаемого считается главным системообразующим фактором в образовании, в динамике ценностей, определяющих противоборство конструктивных и деструктивных тенденций в современном обществе. Критерием истинности развития личности является сохранение традиций, особенно в образовании. Для личности студента на первый план выступает возможность выбора себя, своей индивидуальности, своего назначения.
